Способ факельного торкретирования футеровки металлургических агрегатов Советский патент 1985 года по МПК C21C5/44 

Изобретение относится к технике ремонта футеровки металлургических агрегатов и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности.5

Цель изобретения повышение эффективности торкретирования путем создания оптимальных тепловых и температурных параметров в зоне нанесения огнеупорного покрытия,10

. Предлагаемый способ относится к технике ремонта футеровки торкретированием, в котором топливо и огнеупорный материал подают вместе, а температура футеровки в начале is торкретирования на 200-400 градусов ниже температуры начала протекания процесса.

Сущность способа заключается в том, что в начале торкретирования в 20 зоне ограниченных размеров осуществляется локальный разогрев футеровки до температуры, соответствующей температуре перехода огнеупорного материала в пластическое состояние, фа- 25 кел на этом участке перемещается весьма медленно. Затем факел перемещается на прилегающий к начальному участку футеровки участок, разогретый высокотемпературными газами, отходяш г д ми при локальном разогреве начального участка. Скорость перемещения факела по этому участку значительно выше, чем по начальному, увеличение скорости постепенное. Затем, когда вся поверхность футеровки или участок футеровки. Подлежащий ремонту, прогреет.ся до температуры, близкой к температуре перехода- огнеупорного материала в пластическое состояние, скорость д. перемещения факела увеличивается до величины, при которой обеспечивается температура, соответствующая температуре протекания процесса и не превышающая температуру, при которой возможно оплавление футеровки. Продолжительность разогрева и торкретирования определенного участка футеровки определяется необходимостью нагрева до соответствующей температуры и со- ,д общения поверхностному слою футеровки количества тепла, необходимого для спекания нанесенного торкретпокрытия с основной футеровкой.

При работе смесь огнеупорного материала с топливом и кислород направ. ляют в виде двухфазных струй под прямым углом к поверхности футеровки.

Процессы смещения компонентов и горния топлива организуют таким образом что топливо сгорает, а огнеупорный -материал нагревается до температуры перехода в пластическое состояние д удара в поверхность футеровки. В начале операции торкретирования факел в течение 1-2 мин-очень медленно перемещают по поверхности футеровки При торкретировании футеровки агрегатов цилиндрической формы,.например конвертеров, перемещение факела осуществляют вращением фурмы с соответствующей частотой. В случае торкретирования плоских или изогнутых поверхностей, например, сводов мартеновских печей, перемещение факела производят либо линейным передвижением фурмы в плоскости, параллельной торкретируемой поверхности, либо линейным передвижением и вращением в ту или иную сторону в пределах определенного угла. В начале операции в течение 1-2 мин торкретирование производят со скоростью перемещения факела 0,02-0,1 м/с. При торкретировании конвертеров такая линейная скорость перемещения факела соответствует частоте вращения фурмы 0,05-0,27 об/мин. Температура в зоне нанесения покрытия через 0,8-1,5 мин достигает значения, соответствующего температуре перехода .огнеупорного материала в пластическое состояние. После нанесения торкретпокрытия на начальный участок факел сдвигают на прилежащий к начальному участок, который нагревался высокотемпературными газами, отходящими из зоны начального участка. Время на разогрев этого участка до температуры протекания процесса меньше, поэтому факел в течение 2-4 мин перемещают вначале со скоростью 0,1-0,2 м/с постепенно увеличивая ее к концу периода до 0,3-0,4 м/с. Такая линейная скорость перемещения факела соответствует частоте вращения фурмы в начале периода 0,270,54 об/мин, в конце периода 0,81,1 об/мин. При таком медленном перемещении факела футеровке передается количество тепла, необходимое для поддержания в плоскости между торкретпокрытием и основной футеровкой после перемещения факела на другие участки температуры, обеспечивающей качественное спекание покры3

тия с футеровкой. Во время торкретирования этих двух участков поверхностный слой основной футеровки разогревается отходящими газами до температуры, близкой к температуре начала протекания процесса. Поэтому .окончание операции проводят при более высокой скорости перемещения факела по поверхности футеровки: в начале периода скорость поддерживают равной 0,4-0,5 м/с, постепенно увеличивая ее к концу периода до 0,50,8 м/с. Такой линейной скорости соответствует частота вращения фурмы в начале периода, равная 1,11,35 об/мин, в конце периода равная 1,6-2,0 об/мин. При повьшенном содержании в торкретмассе топлива (более 30%) и наличии в компонента х составляющих с низкой температурой .плавления скорость перемещения факела в конце операции во избежание оплавления увеличивают до 0,9-1,0 м/с. Б . принципе возможно и ступенчатое изменение скорости перемещения факела по поверхности футеровки в соответствующие периоды. В этом случае максимальная эффективность обеспечивается при значениях скорости, соответствующих средним в предлагаемых пределах. Определяющим параметром при реализации предлагаемого способа является скорость перемещения факела по поверхности футеровки. Приведенные в описании работы частоты вращения фурмы характерны для конвертеров.

При использовании способа на агрегатах других размеров частоту вращения необходимо пересчитать по линейной скорости перемещения факела. При торкретировании сводов мартеновских печей определяют линейную скорость перемещения факела в плоскости, параллельной своду. При проведении торкретирования в соответст вии с предлагаемым способом потериогнеупорного материала в начале операции сводятся к минимуму, в плоскости между нанесенным покрытием, и основной футеровкой -обеспечивается теплосодержание и температура, необходимые для качественного спекания покрытия с футеровкой, в заключитель-ной стадии операции создаются услови предотвращающие оплавление покрытия вследствие локального перегрева. Оптимальная продолжительность перио734

ДОН, на которые условно разделено время торкретирования, и пределы изменения скорости перемещения факела Г1О поверхности футеровки в соответЬтвующие периоды установлены на основании опытных данных. Ми 1имальная продолжительность начального периода составляет 1 мин и представляет собой время, которое необходимо, чтобы нагреть поверхность футеровки до температуры начала протекания процесса -и нанести первичный торкретслой при наибольшей начальной температуре футеровки, имеющей место на практике.

Максимальная продолжительность начального периода составляет 2 мин и представляет собой время, необходимое для разогрева и нанесения первичного торкретслоя при имеющей место на

практике минимальной начальной температуре футеровки. Продолжительность второго периода больше первого, так как в этот период увеличивается скорость перемещения факела, а следовательно, и площадь торкретируемой

поверхности. Минимальная и максимальная продолжительность этого периода зависит главным образом от начальной температуры футеровки: при высокой

начальной температуре, например 1400 С для ЗОО-тонныхконвертеров, минимальная продолжительность второго периода составляет 2 мин; при низкой начальной температуре , например

1200 С для-тех же условий, максимальная продолжительность второго периода составляет 4 мин. Увеличение второго периода свыше 4 мин нецелесообразно, так как при скорости пере-

мещения факела равной 0,1-0,4 м/с

имеет место перегрев участка футеровки в месте ударафакела и увеличивается общая продолжительность тбркретирования. Продолжительность

третьего периода зависит от того, какой толщины необходимо нанести торкретпокрытие, каков характер износа футеровки в технологические периоды, а также от характера спекания торкретпокрытия с основной футеровкой. В случае интенсивного износа футеровки, например, при переделе фосфористых чугунов продолжительность третьего периода должна составлять 4-5 мин

при наличии локального износа и rte.эбходимости торкретирования этих -. участков продолжительность третьего периода следует увеличить до 6 мин 4

При равномерном, но незначительном износе футеровки, например при переделе обычных передельных чугунов,. продолжительность третьего периода может быть уменьшена до 3 мин.

Продолжительность соответствующего периода и средняя скорость перемещения факела по поверхности футеровки функционально связаны Mesfty собой и зависят от начальной температуры футеровки и температуры перехода огнеупорного материала в пластическое состояние. Минимальная скорость перемещения факела в начальньш период составляет 0,02 м/с. Такую скорость поддерживают s начале торкретирования при низкой начальной температуре футеровки, например, конвертеров 1200°С и ниже; сводов мартеновских печей и ниже. Перемещение факела со скоростью менее 0,02 м/с неп,елесообразно, так как факел при этом перемещается чрезвычайно медленно. При медленном перемещении факела возможен неравномерный разогрев и нанесение торкретпокрытия в пределах поверхности соответствующей месту прямого удара факела, так как при зтих условиях имеет место неравномерное распределение в поперечном сечении факела скоростей, концентраций топлива и огнеупорного, материала, вьщеление тепла и нагрев частиц огнеупорного материала. Увеличение скорости перемещения факела по поверхности футеровки более 0,1 м/с в начальный период нецелесообразно, так как не обеспечивается разогрев, нанесение первичного торкретслоя и сообщение поверхностному слою футеровки количества тепла, необходимого для спекания торкретпокрытия с основной футеровкой. Средняя скорость перемещения факела во второй период составляет 0,2-0,3 м/с. Скорость,равная 0,1 м/с является начальной для этого периода и конечной для начального. Изменение скорости перемещения факела должно быть плавным, хотя в принципе возможно- и ступенчатое, но соответствующее средним значениям в предлагаемых пределах. Увеличение скорости перемещения факела в этот период свьппе 0,4 м/с нецелесообразно, т&к как это приводит к недостаточному

разогреву футеровки, увеличению выноса огнеупорного материала и ухудшению качества спекания торкретпокрытия с основной футеровкой. В третий период средняя скорость перемещения факела составляет 0,5-0,6 м/с. Минимальная для этого периода скорость, равная 0,4 м/с, является максималь 0 ной для второго периода и служит для постепенного перехода от второго периода к третьему. В случае, когда в огнеупорном материале или золе топлива содержатся легкоплавкие компоненты,скоJ5 рость перемещения факела к концу периода следует увеличить до 0,81,0 м/с во избежание оплавления торкретпокрытия и футеровки. Увеличение скорости перемещения факела свыше 20 1,0 м/с нецелесообразно, так как уменьшается количество тепла, передаваемого футеровке в месте удара факела, что приводит к ухудшению спекания торкретпокрытия с основной футеровкой. 5

li р и м е р. Технология торкретирования футеровки конвертеров. Начальная температура поверхности футеровки составляет 1300°С.Расход торкретмассы

0 поддерживают равным 450 кг/мин, расход кислорода 160 . После воспламенения топлива факел медленно, в течение 2 мин перемещают со Скоростью 0,09 м/с, средняя частота вращения фурмы при этом составляет около 0,25 об/мин. При этом разогрев до Температуры начала протекания процесса происходит за 1,7 мин. В течение 0,3 мин наносят первичный торкретслой. Затем в течение одной минуты производят разогрев и торкретирование со скоростью перемещения факела 0,18 м/с (средняя частота вращения фурмы около 0,5 об/мин), после чего в течение 1 мин среднюю

5 скорость перемещения факела поддержи- . вают равной 0,36 м/с (средняя частота вращения фурмы при этом составляет 1 об/мин). Во время второго периода происходит разогрев практически всей

0 футеровки до температуры близкой к температуре перехода огнеупорного материала в пластическое состояние, что предопределяет эффективное торкретирование в остальную часть операции. Дальнейшее Торкретирование проводят со скоростью перемещения факела 0,72 м/с (средняя частота вращенш около 2 об/мин). При этом обеспечивается необходимая для протекания процесса температура футеровки в месте удара факела. Футеровке передается количество тепла, необходимое для поддержания в плоскости между торкретпокрытием и основной футеровкой температуры, при которой происходит качественное спекание торкретпокрытия с футеровкой. Такая технология позволяет уменьшить вынос огнеупорного Материала в первый период торкретирования, повысить температурньп уровень процесса в первую половину операции и улучшить спекание торкретпокрытия. с основной футеровкой.

В примере описан взятый из практической работы вариант со ступенчатым изменением скорости перемещения факела.

Эффективность применения предлагаемого способа заключается в уменьшении выноса огнеупорного материала, в особенности в начале торкретирования, и в улучшении качества

торкретпокрытия, что в конечном результате позволяет повьюить стойкость футеровки и снизить удельные расходы огнеупоров на 1 т стали. При применении предлагаемого способа ожидается

снижение расхода огнеупорного материала на 0,5 кг/т Стали.

СПОСОБ ФАКЕЛЬНОГО TQ-pVPEIHРОВАНИЯ ФУ1ЕРОЪКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСК11Х АГРЕГА10Е, включающий подачу кислорода и смеси огнеупорного материала с топливом, сжигание топлива, нагрев огнеупорного материала в высокотемпературном факеле и перемещение факе ла по поверхности футеровки, о тл и ч а ю щий ся тем, что, с целью повьшения эффективности торкре тирования путем создания оптималь.ных тепловых и температурных параметров в зоне нанесения огнеупорного покрытия, скорость перемещения факела по поверхности футеровки металлургических агрегатов в начальный период торкретирования в течение 1-2 мин подцерживают равной 0,02-0,1 м/с, затем в течение 2-4 мин скорость перемещения факела по поверхности футеS ровки металлургических агрегатов поцкерживают равной 0,1-0,4 м/с, а в конце торкретирования в течение 3-6 мин - равной 0,4-1,0 м/с.